Questões Sobre Gravitação Universal - Física - 3º ano do ensino médio

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31) A Lua, em sua órbita ao redor da Terra, passa por um ciclo de fases, durante o qual sua forma parece variar gradualmente. Esse fato decorre de a Lua não ser um corpo luminoso, mas sim um corpo iluminado pelo Sol. A face iluminada da Lua é aquela que está voltada para o Sol. Na representação a seguir, a visão do sistema Terra-Lua é registrada, em diferentes instantes de tempo, por um observador muito afastado da Terra, olhando diretamente para o polo sul da mesma.

A fase da lua representa o quanto dessa face, iluminada pelo Sol, está também voltada para um observador sobre a Terra. As quatro fases mais características do ciclo recebem as seguintes denominações:

Com base nas informações contidas no texto e na figura, pode-se afirmar que as formas aparentes da Lua, nas posições 1, 2, 3 e 4, para um observador situado no hemisfério Sul da Terra, são, respectivamente, as seguintes:

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A alternativa correta é letra C

Tomando como referencial hemisfério sul da Terra, podemos observar pela figura que a lua na posição 2 não é iluminada e na posição 4 é totalmente iluminada, na posição 3 metade da lua é iluminada no lado esquerdo do observador. Logo, a alternativa que engloba essas afirmações é a letra C.

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32) A lei da gravitação Universal de Newton diz que:

A) Os corpos se atraem na razão inversa de suas massas e na razão direta do quadrado de suas distâncias.
B) Os corpos se atraem na razão direta de suas massas e na razão inversa de suas distâncias.
C) Os corpos se atraem na razão direta de suas massas e na razão inversa do quadrado de suas distâncias.
D) Os corpos se atraem na razão inversa de suas massas e na razão direta de suas distâncias.
E) Os corpos se atraem na razão direta do quadrado de suas massas e na razão inversa de suas distâncias.

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A alternativa correta é letra C

A lei de Newton para a gravitação é dada por:

\begin{array}{l} \vec{F_{1 \to 2}} = - G . \frac{m_{1} . m_{2}}{{||\vec{r_{1 \to 2}}||}^{2}} \hat{r_{1 \to 2}} \end{array}

ou seja, é dependente da razão direta do produto das massas entre as partes e da razão inversa do quadrado da distância entre as mesmas. Logo, é melhor representada pela opção C.

33) Os cientistas que se seguem deram importantes contribuições para nosso conhecimento atual do movimento dos planetas:

1. Copérnico

2. Ptolomeu

3. Kepler

Se os nomes desses homens forem arranjados em ordem do começo de suas contribuições, com a primeira contribuição colocada antes, a ordem correta será:

A) 1, 2, 3
B) 2, 3, 1
C) 3, 1, 2
D) 1, 3, 2
E) 2, 1, 3

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A alternativa correta é letra E

A primeira contribuição científica, das acima citadas, foi dada por Ptolomeu, que desenvolveu o modelo Geocentrista, onde informava que a Terra era o centro do universo.

Após, o segundo modelo a se desenvolver foi o Heliocentrista, contribuição de Copérnico, que colocava o Sol como centro do universo, mas sem explicações matemáticas fundamentadas.

Por último, a teoria astronômica de Kepler vem explicar, matematicamente, o modelo heliocentrista, atribuindo novas caracterísitcas, mais corretas com a realidade.

Dessa forma, a sequência correta é 2,1,3.

E a opção correta é a E.

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34) A órbita de um planeta é elíptica e o Sol ocupa um de seus focos, como ilustrado na figura (fora de escal

A). As regiões limitadas pelos contornos OPS e MNS têm áreas iguais a A.

Se tOP e tMN são os intervalos de tempo gastos para o planeta percorrer os trechos OP e MN, respectivamente, com velocidades médias vOP e vMN, pode-se afirmar que:

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A alternativa correta é letra B

A 2ª Lei de Kepler diz que dois planetas em uma mesma órbita percorrem áreas iguais em intervalos de tempo iguais (Leis das Áreas). Assim:

t_{O P} = t_{M N}

Entretanto, o arco OP é muito maior que o arco MN, e um maior deslocamento em um mesmo intervalo de tempo resulta em maior velocidade, pois

v = \frac{Δ s}{Δ t}

Dessa forma:

v_{O P} > v_{M N}

Portanto, a resposta correta é a alternativa B.

35) Astrônomos descobrem mais duas galáxias anãs próximas à Via-Láctea

Astrônomos descobrem mais duas galáxias anãs próximas à Via-Láctea

Um grupo internacional de astrônomos descobriu duas galáxias anãs ao redor da Via-Láctea, perto das constelações de Cães de Caça (Canis Venatici) e Boieiro (Bootes).

Com a descoberta aumenta para 14 o número de galáxias anãs nas imediações da Via-Láctea.

As duas galáxias estão muito perto uma da outra e foram descobertas nas imediações das duas constelações, a cerca de 640 mil anos-luz do Sol. Segundo os astrônomos, a Via-Láctea pode ter centenas de galáxias anãs em sua volta.

Analise as afirmações.

I. A força que agrupa astros em galáxias é a gravitacional. De acordo com a lei da gravitação universal, a força trocada por dois astros perde sua intensidade com a diminuição da distância entre eles.

II. O ano-luz é uma medida astronômica de tempo. De acordo com a descoberta, as galáxias anãs possuem 640 mil anos de idade.

III. A luz proveniente de uma estrela indica os elementos químicos que a compõem. Essa análise pode ser obtida por meio da separação das diferentes frequências por refração ou difração.

Está correto o contido em

Analise as afirmações.

II. O ano-luz é uma medida astronômica de tempo. De acordo com a descoberta, as galáxias anãs possuem 640 mil anos de idade.

III. A luz proveniente de uma estrela indica os elementos químicos que a compõem. Essa análise pode ser obtida por meio da separação das diferentes frequências por refração ou difração.

Está correto o contido em

A) I, apenas.
B) III, apenas.
C) I e II, apenas.
D) II e III, apenas.
E) I, II e III.

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A alternativa correta é letra B

Vamos analisar cada uma das afirmações:

I - A relação da força gravitacional entre 2 planetas é dada por:

F_{g} = G \frac{M m}{r^{2}}

onde G é a constante de gravitação universal, m e M são as massas dos planetas e r a distância entre eles. Sendo assim, vemos que as grandezas força e distância são inversamente proporcionais, o que significa que quando a distância diminui, a força entre eles aumenta. FALSA.

II - Um ano-luz é uma medida de distância, ou seja: a distância que a luz percorre em um ano. FALSA.

III - A luz branca pode ser refratada, indicando as cores que a compõem. Cada elemento químico tem uma propriedade de luz diferente, o que indica que podemos analisar a composição de um planeta estudando suas "cores". VERDADEIRA.

I e II falsas e III verdadeira, alternativa B.

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36) Na figura que representa esquematicamente o movimento do planeta em torno do sol, a velocidade do planeta é maior em:

A) A
B) B
C) C
D) D
E) E

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A alternativa correta é letra A

Segundo as leis de Kepler, quanto mais próximo ao Sol, mais rápida é a velocidade de translação do planeta. Assim, o ponto A é o ponto com maior velocidade.

Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

37) Atualmente, a Lua afasta-se da Terra a uma razão média aproximada de 4 cm/ano. Considerando as Leis de Kepler, é correto concluir que o período de:

A) rotação da Lua não se altera.
B) rotação da Lua está diminuindo.
C) translação da Lua ao redor da Terra não se altera.
D) translação da Lua ao redor da Terra está aumentando.
E) translação da Lua ao redor da Terra está diminuindo.

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A alternativa correta é letra D

A Terceira Lei de Kepler, também conhecida como Lei dos Períodos, diz que o quociente dos quadrados dos períodos (T) e o cubo do raio médio da órbita é igual a uma constante:

T² / R³ = k

Se a distância aumenta, o período deve aumentar também. Logo, a translação da Lua ao redor da Terra tem seu tempo aumentado; no entanto, não podemos concluir nada a respeito da rotação. Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

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38) Com base no texto e em seus conhecimentos, considere as afirmações abaixo: I. A órbita da Lua em torno da Terra é uma parábola. II. A trajetória do projétil disparado depende da potência do canhão. III. O projétil, lançado pelo canhão, sempre cairá na superfície da Terra. IV. As ideias de Newton permitem imaginar satélites artificiais da Terra. É correto o que se afirma apenas em

A) I e II.
B) I e III.
C) II e III.
D) II e IV.
E) III e IV.

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A alternativa correta é letra D

Quanto maior for a velocidade de lançamento do projétil maior será a distância percorrida dele em relação a Terra. Caso essa velocidade seja suficientemente grande, o corpo irá continuar o movimento de órbita sem atingir a superfície terrestre. Portanto, quanto maior for a força que o canhão aplicar no projétil, maior será sua velocidade. Daí concluímos que a potência do canhão é um parâmetro que interfere na trajetória do movimento do projétil em relação a Terra, e que é possível criar satélites (corpos que giram ao redor da Terra) com tecnologia. A alternativa que expressa essas afirmações é a D.

39) Baseando-se nas leis de Kepler pode-se dizer que a velocidade de um planeta:

A) independe de sua posição relativamente ao sol;
B) aumenta quando está mais distante do sol;
C) diminui quando está mais próximo do sol;
D) aumenta quando está mais próximo do sol;
E) diminui no periélio.

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A alternativa correta é letra D

Segundo as leis de Kepler, quanto mais próximo um planeta encontra-se do Sol (periélio), maior será sua velocidade translacional.

Portanto, a resposta correta é a alternativa D.

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40) Os satélites são ditos geoestacionários quando são colocados em uma órbita circular em tomo da Terra. Para um observador sobre a sua superfície, o satélite comporta-se como se estivesse fixo em um determinado local no céu. A figura representa quatro possíveis órbitas circulares de satélites em relação ao plano equatorial da Terra. Todas as órbitas com período de 24 horas: • órbita polar – plano da órbita faz 90° com o plano equatorial; • órbita inclinada – plano da órbita faz um ângulo maior que 0o e menor que 90° com o plano equatorial; • órbita equatorial direta – mesmo sentido de rotação da Terra e no plano equatorial; • órbita equatorial retrógrada – sentido de rotação oposto ao da Terra e no plano equatorial.

ESCALANT, E. G. Disponível em: http://ingcnieria.anahuac.mx. Acesso em: 9 set 2014 (adaptado).

Para que um satélite fique geoestacionário, sua órbita deve ser

A) polar.
B) inclinada.
C) equatorial direta.
D) equatorial retrógrada.

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A alternativa correta é letra C

A Terra está girando, e para que o satélite seja geoestacionário, ele deve acompanhar o movimento da Terra, de modo que um observador não o veja se deslocando no céu.

Se o satélite tiver uma órbita polar, o observador fixo na Terra, verá o satélite se movimentar, especialmente de forma contrária a sua posição (para trás, pois a Terra está girando).

Se a órbita for inclinada, o observador verá o satélite subir e descer sobre o seu ponto fixo, evidenciando o movimento do objeto.

Por sua vez, se o movimento é equatorial retrógrada, o nosso observador verá o satélite se deslocar para "trás" de maneira muito rápida.

Por fim, temos que o movimento do satélite deve ser de modo a acompanhar perfeitamente a rotação da Terra.

Alternativa C)

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